Page 107 - 无损检测2025年第三期
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黄 隐，等：
两项超声全聚焦检测技术国家标准的验证
示图像差异性，全聚焦技术显示图像的影响因素；三 性能，发射电压性能，各通道串扰信号，盲区，滤波
是检测验证，主要是针对实际检测应用，对焊缝内 器频带响应，增益控制器精度。
部不同类型的缺陷进行FMC/TFM检测验证，验证 为验证目前国内外的FMC/TFM仪器是否满足
FMC/TFM技术检测焊缝的可靠性，同时对不同腐 全聚焦的检测要求，选取了6个品牌的FMC/TFM
蚀(包括高温氢腐蚀、腐蚀、湿硫化氢腐蚀、应力腐 仪器，基本涵盖了目前国内市场上最常用的具有
蚀裂纹)类型的缺陷进行检测验证，保证在制定详细 FMC/TFM功能的相控阵超声检测仪器，结果表明
检测工艺规程的条件下，全矩阵采集/全聚焦技术 6款不同FMC/TFM相控阵超声检测仪器均能满足
在国内可以有效实施。 ISO 18563-1的要求，能够保证全聚焦技术对仪器硬
2.2 验证国内外 FMC/TFM设备在标准条件下的 件的基本要求。
适用性 但全聚焦技术进行全聚焦算法计算时，数据量
本节验证分为两个部分：一是验证国内外 巨大，对仪器的数据传输性能与运算处理器性能有
FMC/TFM仪器的适用性；二是验证国内外FMC/ 较高要求，在数据传输与处理器性能方面，目前标准
TFM探头的适用性。验证的主要内容是两项标准 没有提出量化要求。使用全聚焦技术时需要由用户
对仪器、探头的主要技术要求。 结合使用工艺，评估仪器运算处理性能是否能够达
两项标准项目对仪器的要求是“采用全聚焦 到实时检测要求。
技术进行检测的超声仪器应符合ISO 18563-1的规 2.2.2 国内外FMC/TFM探头在标准条件下的适用性
定”，对探头的要求是“使用全聚焦技术的超声阵列 ISO 18563-2是针对相控阵探头的性能测试标
探头应符合ISO 18563-2的规定”。ISO 18563是国 准，规定了测试方式和验收要求。其主要的测试指
际标准化组织发布的关于相控阵超声设备的性能与 标有物理外观、相对脉冲回波灵敏度、中心频率、带
检验的标准，其中第1部分是仪器， 第2部分是探头。 宽、脉冲持续时间、探头灵敏度、失效阵元等参数。
2.2.1 国内外FMC/TFM仪器在标准条件下的适 文章主要验证测试了4款国产线阵列探头，确
用性 认探头是否符合ISO 18563-2中的规定，验证线阵探
ISO 18563-1是检测频率为0. 5 MHz~10 MHz 头中是否有失效阵元，若有，则需确认失效阵元是否
的多通道相控阵超声检测仪的主要技术性能的检测 符合要求。探头验证采取直接接触法，验证了ISO
方法和验收标准。FMC/TFM仪器的ISO 18563-1 18563-2中规定的几个参数，4款不同探头的验证结
验证内容包括仪器稳定性，脉冲重复频率，延迟时间 果如表2所示。
表2 4款不同探头的验证结果
相对脉冲回波灵敏度是否 频率、带宽和脉冲持续时间 探头灵敏度是否满足
仪器型号 是否存在失效阵元
满足18563-2中的规定 是否满足18563-2中的规定 18563-2中的规定
A品牌（1L64-1.5×10） 是 是 是 否
B品牌（5L64-0.6×10） 是 是 是 否
C品牌（5L64-0.3×10） 是 是 是 否
D 品牌（10L64-0.3×10） 是 是 是 否
由表 2 可知，验证的 4 款国产探头均符合ISO 有较大差异，常规PAUT由于声束扩散，不同声程
18563-2中的规定，无失效阵元，均能满足两项全聚 位置图像分辨力不一样，只能在聚焦位置得到较高
焦标准中对探头的要求。但为了获得清晰的图像， 的分辨力，而且只能在近场范围内聚焦，在非聚焦
还应考虑探头的间距、阻尼、阵元尺寸等参数。 区域，分辨力较差。TFM技术能够在整个定义的成
通过上述的仪器和探头的验证可知，目前国内 像区域内聚焦，通过网格设定聚焦成像点的分辨率，
外的TFM/FMC设备可以满足标准中对全聚焦技术 在整个成像区域内都具有较高的分辨力。采用相同
仪器设备的相关要求。 探头在相同试块上分别进行全聚焦检测和相控阵检
2.3 全聚焦检测的显示图像验证 测，验证两者显示图像的区别。
2.3.1 全聚焦与常规相控阵超声检测显示图像 各种模式下PAUT与TFM 显示图像的对比如
验证 图 1 所示。图 1（a）为PAUT纵波线扫描不聚焦模
全聚焦技术和常规PAUT技术显示的缺陷图像 式下的不同深度横孔图像，由于横孔在声束近场区
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2025 年 第 47 卷 第 3 期
无损检测
